• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.193-194
• /
• 2012

레이저클리닝이란 레이저빔을 표면에 조사하여 오염 물질을 제거하는 공정 기술로서 건식 세정방식이다. 본 연구에서는 레이저클리닝을 금속문화재에 코팅된 아크릴수지에 적용하여 제거 가능성 및 표면 특성을 조사하였다. 실험 결과 소지금속에 손상을 주지 않으면서 아크릴수지를 제거하는 레이저 조건을 확인하였으나 청동유물에 적용한 결과 아크릴수지와 파티나 층이 함께 제거되는 레이저클리닝의 문제점도 확인할 수 있었다. 앞으로 다양한 레이저 시스템 및 파장별 실험을 진행하여 청동 파티나층의 제거 가능성을 검토하면 레이저 클리닝을 청동 문화재에 적용하는데 도움이 될 것으로 본다.

• 보존과학회지
• /
• 제22권
• /
• pp.61-76
• /
• 2008

청동문화재 보존처리의 강화처리제로 가장 많이 쓰이고 있는 아크릴 수지인 Paraloid B72와 용제 4종(Acetone, MEK, Toluene, Xylene)을 선정하여 각 용제별 코팅 특성을 비교 분석하였다. 코팅 전 후의 표면을 현미경과 AFM을 통해 관찰하고 박막의 두께와 코팅 표면의 접촉각을 측정하여 표면에너지를 계산하였다. 그리고 Scratch Test를 통해 코팅 박막의 접착력을, 황변실험을 통해 코팅의 지속성을 조사하였다. 그 결과 Xylene을 용제로 사용하는 것이 육안으로 보았을 때 색 얼룩이 적고 적절한 소수성과 고른 표면을 가짐을 확인했다. 또한 코팅의 조건인 박막 두께가 얇으면서 접착력이 우수하며 황변에도 안정해야 한다는 점에서도 10% Paraloid B72 in xylene이 다른 용제에 비하여 우수한 코팅 성질을 가진다는 것을 확인하였다. 그러나 Paraloid B72의 적정농도를 찾기 위해서는 더 많은 실험과 분석이 이루어져야 할 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제49권3호
• /
• pp.4-11
• /
• 2016

본 연구에서는 태안 마도해역에서 출수된 고려시대 청동숟가락 8점의 양식을 비교하고, 생산지와 출수지와의 관계를 파악하기 위한 성분분석 및 납동위원소비 분석을 실시하였다. 출수 청동숟가락의 술잎은 대부분이 타원형이었으며 술총은 능형과 연미형으로 구분된다. 청동숟가락은 구리(Cu)와 주석(Sn)의 2원계 합금으로 제작되어 납(Pb)이 인위적으로 첨가되지 않음을 확인할 수 있다. 같은 유물일지라도 시험편 채취 후 분석위치에 따라 미량원소 성분변화가 다르게 나타남을 알 수 있으며, 미량원소 중 은(Ag)이 높게 부화되는 것을 확인할 수 있다. 출수 청동숟가락의 납동위원소비 분석결과 충청남북도, 전라남북도를 포함하는 zone 3에서 원료를 공급 받았음을 알 수 있다. 청동제작에 사용되는 원료 광석의 미량원소 분석결과가 축적된다면 납동위원소비와 더불어 산지추정에 좋은 인자가 될 것으로 사료된다.

• 분석과학
• /
• 제22권3호
• /
• pp.263-271
• /
• 2009

문화재 보존처리의 목적은 훼손된 원형을 되찾아주고, 부식을 억제함으로써 문화재를 오래도록 보존하는 것이다. 현재 많이 사용하는 청동유물 보존처리용 강화처리제 4종을 선별하여 코팅 특성을 조사하였으며 코팅 표면 관찰, 박막 두께, 접착력, 접촉각 및 표면에너지 등을 측정하였다. 또한 코팅의 변색과 노화 정도를 알아보기 위해 황변실험과 박막의 임피던스를 측정하였다. 그 결과, 수지 B와 수지 V가 우수한 코팅 특성을 보였다. 그러나 강화처리의 목적에 맞는 평가 요소는 수지와 시편간의 접착력과 황변에 대한 안정성 및 방식 성능이므로 수지 B가 현재 사용하는 4종의 강화처리제 중에서 강화처리의 목적에 가장 적합한 효과를 보여주었다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제46권3호
• /
• pp.4-15
• /
• 2013

긴 시간 매장환경에 노출된 청동유물에서 발생하는 부식생성물에 대한 연구는 강제부식으로는 얻기 어려운 장기부식에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 보존의 측면에서도 도움이 될 수 있다. 본 연구에서는 매장 청동유물의 부식생성물에서 나타나는 특징을 확인하고자 출토 청동경과 세형동검의 표면에서 소지금속까지 이어진 부식물의 형태 및 성분 분석을 실시하였다. ${\alpha}$상 또는 ${\alpha}+{\delta}$상 선택부식이 진행된 부식형태의 차이는 표면이 각각 산화환경과 환원환경에 노출된 결과로 여겨지며, 이차생성구리는 합금성분, 조직상과 같은 내부 요인과 농축된 구리이온이 환원될 수 있는 환경이 제공될 경우 형성되는 것으로 Pb입자, 크랙, ${\alpha}+{\delta}$상 내부에서 확인되었다. 연구시편에서 확인된 다양한 부식형태, 이차생성구리, 탈구리, 탈주석은 모두 이온의 이동을 수반하는 현상으로 유물의 형태와 성분변화의 주요 영향 요인이다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제47권3호
• /
• pp.86-107
• /
• 2014

영성현(寧城縣) 소흑석구(小黑石溝) 8501호 대형 석곽묘는 중국의 시기 구분으로 서주 후기에 조성된 무덤이다. 그런데 이 무덤에는 중국 중원식 청동예기는 물론 토착식 청동예악기와 토착식과 중원식이 혼합되어 있는 혼합식 청동예기가 다량으로 출토되었다. 소흑석구의 청동예기 조합은 같은 시기 중국 중원 지역의 예제와 정궤제(鼎?制)에 대비하여 볼 때 가장 낮은 신분인 사급(士級) 특일정(特一鼎)에 속한다. 그럼에도 불구하고 중국 중원 지역의 사급 고분들과는 달리 정(鼎)과 궤(?)를 제외한 다른 식기와 주기의 조합에서는 천자와 제후국(공국, 후국) 국군의 수준에 필적한다. 이러한 점은 악기가 부장되어 있는 것을 통해서도 드러난다. 소흑석구 8501호 대형 석곽묘의 청동예기 가운데 토착식과 혼합식은 현지의 금속기 제작 기술을 고려할 때 자체 제작한 것으로 판단된다. 그러나 서주식 청동예기는 형태와 문양은 물론 규격까지 중국 중원 지역과 동일하여 서주에서 제작된 것임이 분명하다. 중국 중원 지역의 여러 제후국에서 제작하여 사용되던 해당 제후국의 보기(寶器)가 소흑석구에 부장된 배경은 하가점상층문화와 서주 사이에 양측과 빈번하게 교류하던 별개의 문화권이 형성되어 있었던 점 등을 고려할 때, 소흑석구 집단에 의한 약탈이라기 보다는 소흑석구 집단과 이들 집단 간의 경제적인 교역과 정치문화적인 상호 관계에 따른 것으로 해석된다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제48권4호
• /
• pp.4-23
• /
• 2015

출토 청동유물은 매장 상태에서 구성 성분, 제작기법, 매장 환경 등에 의해 형태 및 화학적으로 특성을 가지는 부식층이 형성된다. 안정한 상태의 부식층은 유물을 보호할 뿐만 아니라 유물의 정보를 담고 있으며, 이를 통한 부식층의 특성과 메커니즘 이해는 보존처리 시 중요한 자료가 된다. 화합물의 화학적 정보를 구별하고 분석이 가능한 분석 방법 중에 라만분광분석법은 원소분석이 주로 이루어졌던 미세영역에 대해서 화합물의 화학적 정보 및 구조에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있는 분석방법이다. 이에 본 연구에서는 출토 청동용기에 대해서 라만분광분석을 실시하여 출토 청동유물의 부식층의 특성을 확인하고 SEM-EDS 분석을 병행하여 종합적인 고찰을 하고자 하였다. 분석 결과 출토 청동유물의 외부 부식층에서는 구리 화합물인 malachite와 부식 환경에 기인한 albite, quartz, microcline 등과 같은 토양 및 점토 광물이 혼재되어 층을 형성하고 있다. 이는 매장 상태에서 부식이 진행되었음을 보여 줄 수 있다. 내부 부식층에서는 cuprite가 확인되며 일부 라만스펙트럼에서 나타나는 차이는 산화주석과 같은 혼재되어 있는 화합물에 의한 간섭으로 추정된다. 또한 내부 부식층에 존재하는 납 편석은 PbO, $PbSO_4$, $PbCO_3$ 형태로 존재하거나 cuprite로 대체되는 것을 확인하였다. 조사 샘플의 수가 적고 매장 토양에 대한 정보의 부족으로 일반적인 결론을 내릴 수는 없지만, 이러한 결과들을 통해서 청동유물에서 나타나는 부식과정과 오랜 시간 부식된 청동에서만 나타날 수 있는 특성들을 명확히 규명할 수 있다면 진위판별에 적용 가능성이 있다. 따라서 다양한 출토 유물에 대한 분석과 부식 환경까지 종합적으로 검토하는 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제46권1호
• /
• pp.208-227
• /
• 2013

본고에서는 더부골 고분군 출토 청동용기 27점에 대한 미세조직과 성분분석을 통해 고려 말 민간에서 사용된 청동용기의 제작방법과 기술체계의 변화를 살펴보았다. 본 연구대상 청동용기는 합금조성과 제작공정을 고려하여 네 가지 형식으로 나눌 수 있는데 1) 구리-주석(22% 정도) 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질, 2) 구리-주석(10% 이하)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$서냉, 3) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$담금질, 4) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질이 있다. 청동용기의 제작방법과 기술체계의 연구에 있어서 합금조성과 제작공정은 중요한 부분을 차지한다는 것이 본고에서 확인되었다. 합금조성에 있어서 납의 첨가는 담금질 처리온도, 불순개재물의 차이, 청동용기의 표면색상에 영향을 미친 것으로 판단된다. 담금질 처리는 납을 첨가한 경우 $586{\sim}520^{\circ}C$에서 실시되었고, 납을 포함하지 않은 경우 $799{\sim}586^{\circ}C$에서 수행되었다. 미세조직 내에 존재하는 불순개재물에서도 합금재료로서 납의 첨가 유무에 따라 셀레늄의 존재 유무가 나타났는데 이는 구리-주석(22% 정도) 합금의 경우 구리제련과정에서 이미 납이 포함되지 않은 구리광석을 사용했을 가능성을 제시한다. 또한 청동용기가 매장환경하에서 부식될 때 합금재료로서 납의 첨가 여부로 인해 표면색 차이가 나타나는 것으로 밝혀졌는데. 합금 조성에 따른 표면 색상분석에서 납이 첨가되면 청동용기의 표면색이 연녹색 또는 암녹색을 띠었고, 그렇지 않은 경우에는 암갈색 또는 검은색을 띠는 것으로 확인되었다. 제작공정에 있어서는 담금질 처리 유무에 따라 청동용기의 두께 차이가 나타났는데 주조 후 서냉시켜 만든 용기의 두께는 1mm 이상이었지만 담금질 과정이 포함된 용기의 두께는 대부분 1mm 이하였다. 제작공정은 사회적 분위기도 반영하는데, 고려 말 동과 숙련된 장인이 부족했지만 청동용기의 수요가 증가하면서 비싼 주석 대신 납을 사용하고, 고온에서 형태 가공을 하지 않고 짧은 시간에 대량으로 만들 수 있는 방법을 선택한 것으로 추정된다. 이번 연구결과는 고려시대 장인들이 여러 가지 합금비율에 따른 다양한 제작기법을 사용한 기술혁신으로 부족한 원료상황을 극복했다는 것을 보여준다. 최근 들어 많은 양의 청동용기들이 발굴 조사되고 있다. 본 연구는 적절한 분석방법을 통해 관련 기술 특성에 대한 지식뿐만 아니라 그러한 기술체계가 확립될 수밖에 없었던 사회적 배경에 대한 중요한 자료로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제48권2호
• /
• pp.110-119
• /
• 2015

풍납토성은 백제 초기의 토성으로 토기 및 주거유물과 더불어 다량의 청동기가 출토되었다. 본 연구에서는 풍납토성 출토 청동기의 제작기술과 청동기 내에 포함된 납 원료의 산지를 추정하기 위해 출토지가 명확한 7점의 청동기 시편에 대한 분석을 실시하였다. 금속심이 남아있는 4점에 대한 미세조직 및 성분 분석 결과, 3점은 Cu-Sn-Pb의 3원계 합금이며 나머지 1점은 Cu-Sn의 2원계 합금의 청동기로, 조직 내에 뚜렷한 쌍정이 관찰 됨을 확인할 수 있다. 또한 주성분 이외에 S(황), Fe(철)가 검출되어 황동광($CuFeS_2$) 또는 반동광($Cu_5FeS_4$)을 원광석으로 사용하였음을 알 수 있다. 납동위원소비 분석을 이용한 산지 추정 결과 4점의 청동포수, 청동세환 2점, 청동유물 편(나)의 청동기에 산지는 zone 3(충청남 북도, 전라남 북도)의 지역으로 표시되었다. 청동유물 편(라)는 중국 북부로 표시되었으며 청동검은 zone 2(경상남 북도)의 원료를 사용하여 제작하였을 것으로 판단된다.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제47권10호
• /
• pp.652-659
• /
• 2009

Many ancient and historical artifacts were made by copper and its alloys. In the case of outdoor exposure artifacts, the surface could be suffered from corrosion and tarnish by the reaction with its environment. In order to preserve the artifacts, surface treatment would be needed and BTA coating has been usually applied to tin-bronze. This paper dealt with the evaluation of the properties of BTA coated film using a linear polarization method and AC impedance measurement. On the base of corrosion rate and film resistance for the specimen formed by coating process, optimum coating conditions are as follows; 3 cycles brushing or 3 cycles spraying coatings for natural dried process and 1 cycle brushing coating or 5 cycles spraying coating for hot-air dried process.